[基础知识] 音响知识完全手册

[复制链接] 查看: 4433|回复: 7

4

主题

0

好友

69

积分

论坛游民 当前离线

Rank: 3Rank: 3

UID
247808
帖子
107
精华
0
经验
69 点
金钱
69 ¥
注册时间
2010-10-7
发表于 2011-11-18 23:39 | 显示全部楼层
音箱是将电信号还原成声音信号的一种装置,还原真实性将作为评价音箱性能的重要标准。有源音箱就是带有功率放大器(即功放)的音箱系统。把功率放大器和扬声器发声系统做成一体,可直接与一般的音源(如随身听、CD机、影碟机、录像机等)搭配,构成一套完整的音响组合。有了有源音箱,就无需另购功率放大器,不再为合理选配功放、音箱而发愁,操作简便,其极高的性能价格比,为工薪阶层所普遍接受。
按照发声原理及内部结构不同,音箱可分为倒相式、密闭式、平板式、号角式、迷宫式等几种类型,其中最主要的形式是密闭式和倒相式。密闭式音箱就是在封闭的箱体上装上扬声器,效率比较低;而倒相式音箱与它的不同之处就是在前面或后面板上装有圆形的倒相孔。它是按照赫姆霍兹共振器的原理工作的,优点是灵敏度高、能承受的功率较大和动态范围广。因为扬声器后背的声波还要从导相孔放出,所以其效率也高于密闭箱。而且同一只扬声器装在合适的倒相箱中会比装在同体积的密闭箱中所得到的低频声压要高出3dB,也就是有益于低频部分的表现,所以这也是倒相箱得以广泛流行的重要原因。
2、功率

音箱音质的好坏和功率没有直接的关系。功率决定的是音箱所能发出的最大声强,感觉上就是音箱发出的声音能有多大的震撼力。根据国际标准,功率有两种标注方法:额定功率(RMS:正弦波均方根)与瞬间峰值功率(PMPO功率)。前者是指在额定范围内驱动一个8Ω扬声器规定了波形持续模拟信号,在有一定间隔并重复一定次数后,扬声器不发生任何损坏的最大电功率;后者是指扬声器短时间所能承受的最大功率。美国联邦贸易委员会于1974年规定了功率的定标标准:以两个声道驱动一个8Ω扬声器负载,在20~20000Hz范围内谐波失真小于1%时测得的有效瓦数,即为放大器的输出功率,其标示功率就是额定输出功率。通常商家为了迎合消费者心理,标出的是瞬间(峰值)功率,一般是额定功率的8倍左右。 试想同是采用PHILIPS的TDA1521功放芯片(最大的额定功率30W,THD=10%时),而某些产品上标称360W,甚至480WP.M.P.O.,这可能吗?有意义吗?所以在选购多媒体音箱时要以额定功率为准。音箱的功率由功率放大器芯片的功率和电源变压器的功率两者主要决定,考虑到其他一些因素,可以算出如果变压器的额定功率是100W的话,它实际能顺利带动的功放芯片的功率要在45W以下,所以通过算音箱变压器与功放的功率关系也可以验证音箱的实际额定功率是否能达到标称值。音箱的功率不是越大越好,适用就是最好的,对于普通家庭用户的20平米左右的房间来说,真正意义上的60W功率(指音箱的有效输出功率30W×2)是足够的了,但功放的储备功率越大越好,最好为实际输出功率的2倍以上。比如音箱输出为30W,则功放的能力最好大于60W,对于HiFi系统,驱动音箱的功放功率都很大。  

3、频率范围与频率响应

前者是指音响系统能够重放的最低有效回放频率与最高有效回放频率之间的范围;后者是指将一个以恒电压输出的音频信号与系统相连接时,音箱产生的声压随频率的变化而发生增大或衰减、相位随频率而发生变化的现象,这种声压和相位与频率的相关联的变化关系(变化量)称为频率响应,单位分贝(Db)。

音响系统的频率特性常用分贝刻度的纵坐标表示功率和用对数刻度的横坐标表示频率的频率响应曲线来描述。当声音功率比正常功率低3dB时,这个功率点称为频率响应的高频截止点和低频截止点。高频截止点与低频截止点之间的频率,即为该设备的频率响应;声压与相位滞后随频率变化的曲线分别叫作“幅频特性”和“相频特性”,合称“频率特性”。这是考察音箱性能优劣的一个重要指标,它与音箱的性能和价位有着直接的关系,其分贝值越小说明音箱的频响曲线越平坦、失真越小、性能越高。如:一音箱频响为60Hz~18kHz +/- 3dB。这两个概念有时并不区分,就叫作频响。

从理论上讲,20~20000Hz的频率响应足够了。低于20Hz的声音,虽听不到但人的其它感觉器官却能觉察,也就是能感觉到所谓的低音力度,因此为了完美地播放各种乐器和语言信号,放大器要实现高保真目标,才能将音调的各次谐波均重放出来。所以应将放大器的频带扩展,下限延伸到20Hz以下,上限应提高到20000Hz以上。对于信号源(收音头、录音座和激光唱机等)频率响应的表示方法有所不同。例如欧洲广播联盟规定的调频立体声广播的频率响应为40~15000Hz时十/—2dB,国际电工委员会对录音座规定的频率响应最低指标:40~12500Hz时十/—2.5十/—4.5dB(普通带),实际能达到的指标都明显高于此数值。CD机的频率响应上限为20000Hz,低频端可做到很低,只有几个赫兹,这是CD机放音质量好的原因之一。

但是,构成声音的谐波成分是非常复杂的,并非频率范围越宽声音就好听,不过这对于中低档的多媒体音箱来讲还是基本正确的。在标注频率响应中我们通常都会看到有“系统频响”和“放大器频响”这两个名词,要知道“系统频响”总是要比“放大器频响”的范围小,所以只标注“放大器频响”则没有任何意义,这只是用来蒙骗一些不知情的消费者的。现在的音箱厂家对系统频响普遍标注的范围过大,高频部分差的还不是很多,但在低音端标注的极为不真实,国外的名牌HiFi(高保真)音箱也不过标注4、50Hz左右,而国内两三百的木质普通音箱居然也敢标注这个数据,真是让人笑掉大牙了!所以敬告大家低频段声音一定要耳听为真,不要轻易相信宣传单上的数值。多媒体音箱中的音乐是以播放MP3或CD的音乐、歌曲、游戏的音效、背景音乐以及影片中的人声与环境音效为主的,这些声音是以中高音为多,所以在挑选多媒体音箱时应该更看中它在中高频段声音的表现能力,而不是低频段。若真的追求影院效果,那么一只够劲的低音炮绝对能够满足你的需求。

4、在这里

声音的强弱称为强度,它由气压迅速变化的振幅(声压)大小决定。但人耳对强度的主观感觉与客观的实际强度并不一致,人们把对于强弱的主观感觉称为在这里,其计量单位也为分贝(Db),它是根据1000Hz的声音在不同强度下的声压比值,取其常用对数值的 l/10而定的。取对数值的原因是由于强度与在这里的增加不是成正比关系,而是真数与对数的关系!例如声音强度大到10倍时,听起来才响了一级(10dB),强度大到100倍时听起来才响了两级(20dB)。对于1000Hz的声音信号,人耳能感觉到的最低声压为2×10E-5Pa,把这一声压级定为0dB,当声压超过130dB时人耳将无法忍受,故人耳听觉的动态范围为0~130dB。

人对强度相等、频率不同声音感觉是不同的;声压级越高,人的听觉频率特性越平直;声压级越低,人的听觉频率范围越小;频率 f<16~20Hz以及 f>18~20KHz的声音,不论声级多高,人耳都是听不到的。故人耳的听觉频率为20Hz~20KHz,这个频带叫音频或声频;不论声压高低,人耳对3KHz~5KHz频率的声音最为敏感。

大多数人对信号声级突变3dB以下时是感觉不出来的,因此对音响系统常以3dB作为允许的频率响应曲线变化范围。

5、失真度

有谐波失真、互调失真和瞬态失真之分。谐波失真是指声音回放中增加了原信号没有的高次谐波成分而导致的失真;互调失真影响到的主要是声音的音调方面;瞬态失真是因为扬声器具有一定的惯性质量存在,盆体的震动无法跟上瞬间变化的电信号的震动而导致的原信号与回放音色之间存在的差异。它在音箱与扬声器系统中则是更为重要的,直接影响到音质音色的还原程度的,所以这项指标与音箱的品质密切相关。这项常以百分数表示,数值越小表示失真度越小。普通多媒体音箱的失真度以小于0.5%为宜,而通常低音炮的失真度普遍较大,小于5%就可以接受了。

6、音箱的灵敏度(单位Db)

音箱的灵敏度每差3dB,输出的声压就相差一倍,一般以87 Db为中灵敏度,84 Db以下为低灵敏度,90 Db以上为高灵敏度。灵敏度的提高是以增加失真度为代价的,所以作为高保真音箱来讲,要保证音色的还原程度与再现能力就必须降低一些对灵敏度的要求。但不能反过来说,灵敏度高的音箱音质一定不好而低灵敏度的音箱一定就好。灵敏度低的音箱功放难以推动(要求功放的贮备功率较大)。所以灵敏度虽然是音箱的一个指标,但是它与音箱的音质音色无关。

7、阻抗

它是指扬声器输入信号的电压与电流的比值。音箱的输入阻抗一般分为高阻抗和低阻抗两类,高于16Ω的是高阻抗,低于8Ω的是低阻抗,音箱的标准阻抗是8Ω。在功放与输出功率相同的情况下,低阻抗的音箱可以获得较大的输出功率,但是阻抗太低了又会造成欠阻尼和低音劣化等现象。所以这项指标虽然与音箱的性能无关,但最好还是不要购买低阻抗的音箱,推荐值是标准的8Ω。耳机的阻抗一般是高阻抗的——32Ω很常见。功放的阻抗一般可标为等值阻抗,比如4Ω下130W的输出,大概相当于等值的80W的输出。有一个容易与之混淆的名词叫做“阻尼系数”,这是指扬声器阻抗除以放大器源的内阻,范围大约是25~1000。扬声器纸盆在电信号已经消失后还要振荡多次才能完全停止摆动,而线圈发出的电压产生电流和磁场可以阻止这种寄生运动,这就是阻尼。电流的幅度也就是阻尼的效果取决于此电流流经放大器输出级的内阻,这一电阻要远低于扬声器的额定阻抗,典型值为0.1Ω,但由于扬声器音圈的串联电阻和分频网络的串联电阻的存在,阻尼系数难以做到50。

8、信噪比

是指音箱回放的正常声音信号与无信号时噪声信号(功率)的比值。也用 Db表示。例如,某磁带录音座的信噪比为50dB,即输出信号功率比噪音功率大50dB。信噪比数值越高,噪音越小。国际电工委员会对信噪比的最低要求是前置放大器大于等于63dB,后级放大器大于等于86dB,合并式放大器大于等于63dB。合并式放大器信噪比的最佳值应大于90dB;收音头:调频立体声之50dB,实际上以达到70dB以上为佳;磁带录音座之56dB(普通带),但经杜比降噪后信噪比有很大提高。如经杜比 B降噪后的信噪比可达65dB,经杜比 C降噪后其信噪比可达72dB(以上均指普通带);CD机的信噪比可达90dB以上,高档的更可达l10dB以上。信噪比低时,小信号输入时噪音严重,整个音域的声音明显感觉是混浊不清,所以信噪比低于80dB的音箱不建议购买!而低音炮70 Db的低音炮同样原因不建议购买。

9、扬声器材质

低档塑料音箱因其箱体单薄、无法克服谐振,无音质可言(笨笨熊注:也不尽然,设计好的塑料音箱要远远好于劣质的木质音箱);木制音箱降低了箱体谐振所造成的音染,音质普遍好于塑料音箱。通常多媒体音箱都是双单元二分频设计,一个较小的扬声器负责中高音的输出,而另一个较大的扬声器负责中低音的输出。挑选音箱应考虑这两个喇叭的材质:多媒体有源音箱的高音单元现以软球顶为主(此外还有用于模拟音源的钛膜球顶等),它与数字音源相配合能减少高频信号的生硬感,给人以温柔、光滑、细腻的感觉。多媒体音箱现以质量较好的丝膜和成本较低的PV膜等软球顶的居多。低音单元它决定了音箱的声音的特点,选择起来相对重要一些,最常见的有以下几种:纸盆,又有敷胶纸盆、纸基羊毛盆、紧压制盆等几种,纸盆音色自然、廉价、较好的刚性、材质较轻灵敏度高,缺点是防潮性差、制造时一致性难以控制,但顶级HiFi系统中用纸盆制造的比比皆是,因为声音输出非常平均,还原性好;防弹布,有较宽的频响与较低的失真,是酷爱强劲低音者之首选,缺点是成本高、制作工艺复杂、灵敏度不高轻音乐效果不甚佳;羊毛编织盆,质地较软,它对柔和音乐与轻音乐的表现十分优异,但是低音效果不佳,缺乏力度与震撼力;PP(聚丙烯)盆,它广泛流行于高档音箱中,一致性好失真低,各方面表现都可圈可点。此外还有像纤维类振膜和复合材料振膜等由于价格高昂极少应用于普及型音箱中,就不谈了。扬声器尺寸自然是越大越好,大口径的低音扬声器能在低频部分有更好的表现,这是在选购之中可以挑选的。用高性能的扬声器制造的音箱意味着有更低的瞬态失真和更好的音质。普通多媒体音箱低音扬声器的喇叭多为3~5英寸之间。用高性能的扬声器制造的音箱也意味着有更低的瞬态失真和更好的音质。

10、音箱的结构与特点

音箱从结构形式上分,可以分为书架式和落地式,前者体积小巧、层次清晰、定位准确,但功率有限,低频段的延伸与量感不足,适于欣赏以高保真音乐为主的音乐爱好者,也是我们多媒体发烧友的首选;后者体积较大、承受功率也较大,低频的量感与弹性较强,善于表现滂沱的气势与强大的震撼力,但做得不好层次感与定位方面会略有欠缺。对于不同音乐的爱好者来讲,这也是在选购以前应该了解的重要内容。由于PC用家很少有具备放置大型落地箱的条件,所以小巧的桌面书架式音箱应该是多媒体有源音箱的首选。总的来说:只要功放模块设计合理,箱体越大,喇叭越大,声音越中听。

11、可扩展性

这是指音箱是否支持多声道同时输入,是否有接无源环绕音箱的输出接口,是否有USB输入功能等。低音炮能外接环绕音箱的个数也是衡量扩展性能的标准之一。普通多媒体音箱的接口主要有模拟接口和USB接口两种,其它如光纤接口还有创新专用的数字接口等不是非常多见,因此不多作介绍。

12、音效技术
硬件3D音效技术现在较为常见的有SRS、APX、 Spatializer 3D、 Q-SOUND、 Virtaul Dolby和 Ymersion等几种,它们虽各自实现的方法不同,但都能使人感觉到明显的三维声场效果,其中又以前三种更为常见。它们所应用的都是扩展立体声(Extended Stereo)理论,这是通过电路对声音信号进行附加处理,使听者感到声像方位扩展到了两音箱的外侧,以此进行声像扩展,使人有空间感和立体感,产生更为宽阔的立体声效果。此外还有两种音效增强技术:有源机电伺服技术(本质上利用了赫姆霍兹共振原理)、BBE高清晰高原音重放系统技术和“相位传真”技术,对改善音质也有一定效果。对于多媒体音箱来说,SRS和BBE两种技术比较容易实现效果很好,能有效提高音箱的表现能力。

13、音调
指具有一特定且通常是稳定音高的信号,通俗的讲是声音听来调子高低的程度。它主要取决于频率,还与声音强度有关。频率高的声音人耳的反应是音调高而频率低的声音人耳的反应是音调低。音调随频率(Hz)的变化基本上呈对数关系。不同的乐器演奏同样频率的音符,音色虽然不同,但它们的音调是相同的,也就是演奏声音的基频是相同的。

14、音色
对声音音质的感觉,也是一种声音区别于另一种声音的特征品质。不同的乐器在发同一音调时,它们的色可以迎然不同。这是由于它们的基频频率虽相同,但谐波成分相差甚大。故音色不但取决于基频,而且与基频成整倍数的谐波密切有关,这就使每种乐器和每个人有不同的音色。

15、动态范围
声音中最强与最弱的比值,用 Db表示。例如一个乐队的动态范围为90dB,这意味着最弱部分的功率比最响部分的低90dB。动态范围是功率之比,与声音的绝对水平无关。如前所述,人耳的动态范围从0到130dB。自然界各种声音的动态范围的变化也是很大的。一般语言信号大约只有20~45dB,有些交响乐的动态范围可达30~130dB或更高。但由于一些因素的限制,音响系统的动态范围很少能达到乐队的动态范围。录音装置的内在噪音决定了可能录制的最弱音,而系统的最大信号容量(失真水平)限制了最强的音。一般把声音信号的动态范围定为100dB,故音响设备的动态范围能做到100dB,就很好了。

16、总谐波失真(THD)
指音频信号源通过功率放大器时,由于非线性元件所引起的输出信号比输入信号多出的额外谐波成分。谐波失真是由于系统不是完全线性造成的,我们用新增加总谐波成份的均方根与原来信号有效值的百分比来表示。例如,一个放大器在输出10V的1000Hz时又加上 Lv的2000Hz,这时就有10%的二次谐波失真。所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。一般说来,1000Hz频率处的总谐波失真最小,因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。但总谐波失真与频率有关,因此美国联邦贸易委员会于1974年规定,总谐波失真必须在20~20000Hz的全音频范围内测出,而且放大器的最大功率必须在负载为8欧扬声器、总谐波失真小于1%条件下测定。国际电工委员会规定的总谐波失真的最低要求为:前级放大器为0.5%,合并放大器小于等于0.7%,但实际上都可做到0.1%以下:FM立体声调谐器小于等于1.5%,实际上可做到0.5%以下;激光唱机更可做到0.01%以下。
由于测量失真度的现行方法是单一的正弦波,不能反映出放大器的全貌。实际的音乐信号是各种速率不同的复合波,其中包括速率转换、瞬态响应等动态指标。故高质量的放大器有时还注明互调失真、瞬态失真、瞬态互调失真等参数。(l)互调失真(IMD):将互调失真仪输出的125Hz与lkHz的简谐信号合成波,按4:1的幅值输入到被测量的放大器中,从额定负载上测出互调失真系数。
(2)瞬态失真(TIM):将方波信号输入到放大器后,其输出波形包络的保持能力来表达。如放大器的转换速率不够,则方波信号即会产生变形,而产生瞬态失真。主要反映在快速的音乐突变信号中,如打击乐器、钢琴、木琴等,如瞬态失真大,则清脆的乐音将变得含混不清。
(3)瞬态互调失真:将3.15kHz的方波信号与15kHz的正弦波信号按峰值振幅比4:1混合,经放大器后,新增加全部互调失真的产物有效值与原来正弦振幅的百分比。如放大器采用深度大回环负反馈,瞬态互调失真一般较大,具体反映出声音呆滞、生硬、无临场感;反之,则声音圆滑、细腻、自然。

17、立体声分离度
指双声道之间互相不干扰信号的能力、程度,也即隔离程度,通常用一条通道内的信号电平与泄漏到另一通道中去的电平之差表示。如果立体声分离度差,则立体感将被削弱。国际电工委员会规定的立体声分离度的最低指标, lKHz时大于等于40dB,实际以达到大干60dB为好;欧洲广播联盟规定的调频立体声广播的立体声分离度为>25dB,实际上能做到40dB以上。立体声通道平衡指的是左、右通道增益的差别,一般以左、右通道输出电平之间最大差值来表示。如果不平衡过大,立体声声像位置将产生偏离,该指标应小于1dB。

18、阻尼系数
是指放大器的额定负载(扬声器)阻抗与功率放大器实际阻抗的比值。阻尼系数大表示功率放大器的输出电阻小,阻尼系数是放大器在信号消失后控制扬声器锥体运动的能力。具有高阻尼系数的放大器,对于扬声器更象一个短路,在信号终止时能减小其振动。功率放大器的输出阻抗会直接影响扬声器系统的低频 Q值,从而影响系统的低频特性。扬声器系统的Q值不宜过高,一般在0.5~l范围内较好,功率放大器的输出阻抗是使低频 Q值上升的因素,所以一般希望功率放大器的输出阻抗小、阻尼系数大为好。阻尼系数一般在几十到几百之间,优质专业功率放大器的阻尼系数可高达200以上。

l9、等在这里控制
其作用是低音量时提升高频和低频声。由于人耳对高频声、特别是低频声的听觉灵敏度差,要求在低音量时对高频和低频进行听觉补偿,即要求对低频有较大提升,对高频也有一定量的提升。换句话说,当音量减小时,信号中低频部分的减小较高频部分为少。等在这里控制即满足此要求,等在这里控制一般为8dB或10dB。

20、三维音场处理和环绕声
普通两只音箱为什么会使我们听到并不存在的好像是背后发出的声音呢?大家知道,立体电影就是眼睛产生的错觉而三维音场的产生离不开耳朵的错觉。种种硬件3D音效技术如SRS、虚拟杜比和软件3D技术如EAX、A3D等就是充分研究了人耳接受声响的原理后为降低成本而推出的新技术。本质上讲通过多音箱完成三维音场的效果比两只音箱虚拟出的声场好很多。所以环绕声应该以多音箱配置为主,它们的定位感和空间感强,下面我们来看看有哪几种真正的环绕声:

A 杜比定向逻辑(Dolby Pro-Logic)环绕声系统
4-2-4编码技术将左、中、 右和后侧四方面的音频信息经过编码记录在左右两个声道中; 放音时再通过解码器从左右声道中分解还原出原来这4个声道, 这4个声道通常称为:前置左声道、前置中间声道、前置右声道和后置环绕声道。 科学实验表明, 要获得身临其境的真实音响效果,必须在聆听者周围产生一个四面包围的声场环境,整个放声系统使用的声道数越多,聆听者的声场定位感就越强烈,身临其境的感受就越真实。根据目前一般家庭的视听环境,放声系统使用5个声道已能满足声场定位需要,因此,杜比定向逻辑环绕声系统大多使用5声道。从表面上看,5声道杜比定向逻辑环绕声功率放大器确实有5个功率输出端:前置左声道、中置声道、前置右声道、 环绕左声道(又称后置左声道)和环绕右声道(又称后置右声道),但杜比定向逻辑环绕声系统中解码器输出的环绕声信号其实是单声道的,5声道功率放大器中的左右两个环绕声道在功放内部是相互串联的。

4

主题

0

好友

69

积分

论坛游民 当前离线

Rank: 3Rank: 3

UID
247808
帖子
107
精华
0
经验
69 点
金钱
69 ¥
注册时间
2010-10-7
 楼主| 发表于 2011-11-18 23:40 | 显示全部楼层
功放音箱搭配4要素


    功放与音箱配接四要素 功放与音箱配接讲究冷暖相宜、软硬适中,以实现整套器材还原音色呈中性,这仅是从艺术方面考虑。然而从技术方面考虑的要素有:   
一、功率匹配     
二、功率储备量匹配   
三、阻抗匹配     
四、阻尼系数的匹配   
如果我们在配接时认识到上述四点,可使所用器材的性能得到最大、最充分的发挥。     
功率匹配     为了达到高保真聆听的要求,额定功率应根据最佳聆听声压来确定。我们都有这样的感觉:音量小时、声音无力、单薄、动态出不来,无光泽、低频显著缺少、丰满度差,声音好像缩在里面出不来。音量合适时,声音自然、清晰、圆润、柔和丰满、有力、动态出得来。但音量过大时,声音生硬不柔和、毛糙、有扎耳根的感觉。因此重放声压级与声音质量有较大关系,规定听音区的声压级最好为80~85dB(A计权),我们可以从听音区到音箱的距离与音箱的特性灵敏度来计算音箱的额定功率与功放的额定功率。     
功率储备量匹配     
音箱:为了使其能承受节目信号中的猝发强脉冲的冲击而不至于损坏或失真。这里有一个经验值可参考:所选取的音箱标称额定功率应是经理论计算所得功率的三倍。     
功放:电子管功放和晶体管功放相比,所需的功率储备是不同的。这是因为:电子管功放的过荷曲线较平缓。对过荷的音乐信号巅峰,电子管功放并不明显产生削波现象,只是使颠峰的尖端变圆。这就是我们常说的柔性剪峰。而晶体管功放在过荷点后,非线性畸变迅速增加,对信号产生严重削波,它不是使颠峰变圆而是把它整齐割削平。有人用电阻、电感、电容组成的复合性阻抗模拟扬声器,对几种高品质的晶体管功放进行实际输出能力的测试。结果表明,在负载有相移的情况下,其中有一台标称100W的功放,在失真度1%时实际输出功率仅有5W!由此对于晶体管功放的储备量的选取:     
高保真功放:10倍     
民用高档功放:6~7倍     
民用中档功放:3~4倍     
而电子管功放则可以大大小于上述比值。     
     对于系统的平均声压级与最大声压级应留有多少余量,应视放送节目的内容、工作环境而定。这个冗余量最低10dB,对于现代的流行音乐、蹦迪等音乐,则需要留有20~25dB冗余量,这样就可使得音响系统安全,稳定地工作。     
阻抗匹配   
     它是指功放的额定输出阻抗,应与音箱的额定阻抗相一致。此时,功放处于最佳设计负载线状态,因此可以给出最大不失真功率,如果音箱的额定阻抗大于功放的额定输出阻抗,功放的实际输出功率将会小于额定输出功率。如果音箱的额定阻抗小于功放的额定输出阻抗,音响系统能工作,但功放有过载的危险,要求功放有完善的过流保护措施来解决,对电子管功放来讲阻抗匹配要求更严格。     
阻尼系数的匹配     
阻尼系数KD定义为:KD=功放额定输出阻抗(等于音箱额定阻抗)/功放输出内阻。 由于功放输出内阻实际上已成为音箱的电阻尼器件,KD值便决定了音箱所受的电阻尼量。KD值越大,电阻尼越重,当然功放的KD值并不是越大越好,KD值过大会使音箱电阻尼过重,以至使脉冲前沿建立时间增长,降低瞬态响应指标。因此在选取功放时不应片面追求大的KD值。作为家用高保真功放阻尼系数有一个经验值可供参考,最低要求:晶体管功放KD值大于或等于40,电子管功放KD值大于或等于6。       
      保证放音的稳态特性与瞬态特性良好的基本条件,应注意音箱的等效力学品质因素(Qm)与放大器阻尼系数(KD)的配合,这种配合需将音箱的馈线作音响系统整体的一部分来考虑。应使音箱的馈线等效电阻足够小,小到与音箱的额定阻抗相比可以忽略不计。其实音箱馈线的功率损失应小于0.5dB(约12%)即可达到这种配合。
功率放大器的回顾
     音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域,几十年来,人们为之付出了不懈的努力,无论从线路技术还是元器件方面,乃至于思想认识上都取得了长足的进步。回顾一下功率放大器的发展历程,对我们广大音响爱好者来说也许是一件饶有趣味的事情。
索引:
一、早期的晶体管功放
二、晶体管功放的发展和互调失真
三、功放输入级——差动与共射-共基
四、放大器的电源与甲类放大器
五、其他类型的放大器
-------------------------------------------------------------------
一、早期的晶体管功放
   半导体技术的进步使晶体管放大器向前迈进了一大步。自从有了晶体管,人们就开始用它制造功率放大器。
   早期的放大器几乎全用锗管来制作,但由于锗管工艺上的一些原因,使得放大器中所用的晶体管,尤其是功放管性能指标不易做得很高,例如,共发射极截止频率fh的典型值为4kHz,大电流管的耐压值一般在30V一40V左右。这样,放大器的频率响应也就很狭窄,其3dB截止频率通常在10kHz左右,大大影响了音乐中高频信号的重现。再加上功放管的耐压、电流和功耗三个指标相互制约,制作较大功率的 OTL或OCL放大器不易寻到三个指标都满足要求的管于,所以不得不采用变压器耦合输出。变压器的相移又使电路中加深度负反馈变得很困难,谐波失真得不到充分的抑制,因此这一时期的晶体管放大器音质是很差的。“还是胆机规声”,这种看法的确事出有因。
二、晶体管功放的发展和互调失真
   随着半导体工艺的逐渐成熟,大电流、高耐压的晶体管品种日益增加,越来越多的功率放大器采用了无输出变压器的 OCL电路或 OTL电路(图一)。 最初的大功率 PNP管是锗管,而 NPN管是硅管,两者的特性差别非常显著,电路的 对称性很差,人们更多采用的是图二所示的准互补电路,通过小功率硅管 Q1与一只大功率的 NPN硅管 Q2复合,得到一只极性与PNP管类似的大功率管,降低了电路因对称性差而招至的失真。 到了六十年代末,大功率的 PNP硅管商品化的时候,互补对称电路才得到广泛的应用。元器件的进步使晶体管功率放大器的技术指标产生了质的飞跃,在主观音质评价方面,也改变了过去人们对晶体管功放的看法,无论是在厅堂扩音、电台节目制作还是家庭重放,晶体管功放都被大量地采用,首次在数量上以压倒性的优势超过了电子管功放。在商品化的晶体管扩音机中,相继出现了一些摧琛夺目的名机,如 JBL的 SA600, Marantz互补对称电路MOdel15等等。
   尽管电子管的拥护者仍大量存在,人们毕竟能够比较公正地看待晶体管放大器了,认为晶体管机频响宽阔,层次细腻,与电子管机比较起来有一种独特的舱力,而不是简单的谁取代谁的问题。
   瞬态互调失真的提出是认识上的一次飞跃七十年代,功率放大器的发展史中出现了一件最引人注目的事情,这就是瞬态互调失真 (Transient lntermodulation)及其测量方法的提出。1963年,芬兰 Helvar工厂的一名工程师在制作一台晶体管扩音机时,由于接线失误,使电路的负反馈量减少了,后来却意外地发现负反馈量减少后的音质非常好,客观技术指标较差,而更正错误以后的线路尽管技术指标提高了,音质反而比误接时明显下降。 这一现象引起了当时同一工厂的 Mr.Otala的重视,之后,他对此进行了悉心研究,于1970年首先发表丁关于晶体管功率放大器瞬态互调失真(TIM)的论文。至 1971年,Otala博士及其研究小组就 TIM失真理论发表的论文已经超过20篇,引起了电声界准互补电路人士的广泛反响。
   瞬态互调失真的大意是这样的:
   在直接耦合的晶体管放大电路中,为了得到很小的谐波失真度和宽阔平坦的频率响应,通常对整体电路施加深达40dB一60dB的负反馈,倘若在加负反馈前放大器的开环失真为10%,那么加上40dB的负反馈后,失真即可降低至0.1%,这是电子管功效难以做到的。 晶体管功放由于要施加40dB。60dB的负反馈,所以对一台增益要求为26dB的放大器,它的开环增益就要达到66、86dB。
如此高的增益之下引入深度负反馈,电路势必会产生自激振荡,因而需要进行相位补偿,一般是在推动级晶体管的集电极——基极之间接接一个小电容 C,破坏自激振荡的相位条件,形成所谓“滞后补偿”,
   当放大器输入端输入持续时间非常短的过渡性脉冲时,由于电容 C需要充电时间,所以推动管集电极电压要经过一段时间延迟方能达到最大值,见图四。显然,在电容 C充、放电期间,输出电压 V。将达不到应有的电压值,输入级也不可能得到应有的反馈电压 Vf,因而,在过渡脉冲通过输入级的瞬间,输入级将处于负.反馈失控状态,致使输入级严重过载,输出将严重削波(图三 a点),引起过渡脉冲瞬时失真(图五)。如果过渡脉冲波形上还叠加有正弦信号,输出端还会得到很多输入信号频谱不存在的互调频率成份,这就是 TIM失真。
   TIM失真和音乐信号也有密切关系,音量大、频率高的节目信号容易诱发 TIM失真。严重的 TIM失真反映在听感上类似高频交选失真,而较弱的 TIM失真给人以“金属声”的不快感觉,导致音质劣化。至今,音响界对于 TIM失真都还有争议,但这毕竟是人们认识的深化,它使后来放大器的设计思想发生了根本性的变化,即更加注重放大器的动态性能而不是仅仅满足于静态技术指标的提高。
三、功放输入级——差动与共射-共基
   对称和平衡是电路发展的方向对称和平衡也许是世上事物完美的标志之一。
音乐讲究各声部之间的乎衡与统一,美术以色彩搭配均衡、和谐为美,在服装设计中,常常采取看似不对称的设计,其实质也是为了取得视觉上的均衡。上面所说的都是艺术,对称和平衡给人一种安定、完美的感觉。有意思的是,在功率放大器中,对称和平衡也有类似的效果。
   最初采用对称设计的例子要算互补对称电路了,一上一下的两只异极性晶体管作推挽输出,不仅可以免除笨重的输出变压器,而且电路的偶次谐波失真在推挽的过程中被抵消了,保真度有了很大提高。稍后,人们从运算放大器的设计中得到启迪,将左右对称的差动式电路用于功率放木器的输入级,电路的稳定性和线性都得到改善,这时的电路结构如图六所示,这一结构直至今天都还有人采用。 如果以现代的眼光来审评,这一电路是显得过时了一点。电路的主要缺陷在于电压推动级,因为 Q1承担了提供电压增益的主要任务,必然是开环失真很大,频带狭窄。此图六 典型的 OCL放大器外,单管放大的过载能力也很差,这一系列的缺点是不利于电路的动态性能的。围绕着改进电压推动级的性能,人们相继提出了多种结构,共射——共基电路就是一个典型的例子。
   共射——共基电路又叫“猩尔曼”电路,它原先是高频电路中广为采用的结构,但用于音频电路中同样可以发挥出色的性能。首先是它的宽频响,由于共基放大管 Qs非常低的输入阻抗,使 Q,丧失了电压增益,弥勒效应的影响就非常微弱。 宽频响的推动级拉开了与输入级极点的距离,相位补偿变得很’容易,而且电容 C的容量可以大大减小,这对于改善 TIM失真是很有利的。 第二个优点是电路的高度线性:共基极电路的输出特性也可以清楚地显示出这一点,有人作过测试,共射一共基电路的失真度比单管共射电路要低一个数量级。
   依然是一种不平衡的设计,这一限制来源于输入级。如果把输入级变动一下,从互补推挽的 Q:和Qg的集电极输出信号,那么电压推动级就可以在图七的基础上再增加一组 NPN管构成的共射一共基电路,做到推挽输出,这时电路也就非常对称平衡了,几乎达到了完美的程度。
   当今许多最先进的功率放大器采用的也是这种电路结构。图八是另一种电压推动级的形式,其输入信号来自图六中的 Ql和 Qs,当然此时 Qz必须加上集电极负载电阻。电压推动级也采用对称的差动放大,这不仅可以改善输入级的平衡性,提高放大能力和共模抑制比,而且同样可以降低推动级的失真,因为差动式放大电路当输入在一定的范围内时具有线性的传输特性,有的电路还在 Qn、 Qz的发射极串人负反馈反阻,更加扩大了线性范围。 Q2和Qd构成镜像电流源,把 Q,的集电极电流转移到 Qz上,所以尽管是单端输出,电流推动能力却比原来增大了一倍。 PIONEER的M22K功率放大器就是采用的这种电路结构,取得了非常好的效果。对称和平衡不仅体现在电路的结构上,还表现于元器件的参数上。差动电路是集成运放中广泛采用的结构,其性能是建立在两只差分管 Hrs和 Vss精确匹配的基础之上。同样,推挽电路中,如果两只异极性的晶体管特性不一致时,对波形的两个半周就不能做到一视同仁地放大,这将增力D电路的失真度。
   随着节目源的变化,音乐中包含大量瞬变、高能量的成份,要完美地重现这些细节,就要求放大器具有良好的动态响应,对晶体管配对的要求就不仅是静态的 HrR和 VBE匹配,而且在动态时也要高度匹配,这无疑对元器件参数的平衡提出了更苛刻的要求。 幸运的是,半导体技术的进步为我们提供了这种可能,各种各样的差分对管、晶体管阵列陈出不穷,单个的晶体管一致性也得到较大提高。正是这些优质的元器件,让对称电路设计的优点得以充分体现,今天看到一台全无负反馈的电路也不会觉得惊讶,因为已经有足够好的开环性能了,又何必为了几个仪器上的数据去牺牲放大电路的动态响应呢?
四、放大器的电源与甲类放大器
   极端重视电源的现代放大器“放大器不过是电源的调制器”,这句话道出了放大的实质。
   既然如此,又有什么理由不引起对电源的高度重视呢。电源部份作为推动扬声器发声的源泉,再也不应象过去那样随便找个整流电源接上了事。对电源的要求有两个方面,即纹波噪声小,输出能力强。噪声小比较容易办到,只要加大滤波电容器的容量就可以,但是要做到输出能力强却不简单。
   首先要加大电源变压器的容量,这是过去一些放大器生产厂所不乐意的,因为加大电源变压器容量会使成本大量增加,整机的重量和体积也会加大;但现在听小喇叭的人越来越多,这些小喇叭大多效率很低,有些名牌音箱如 Celestion SI一6O0或 Ro3ers LS3/5a,十分大食难推,再加上现代节目信号中常常出现一些炮弹爆炸,锣鼓敲击的声音,对放大器是一个极为严峻的考验,同样两台100W的放大器,一台可能让你感觉到大炮地动山摇的震撼力,而另一台可能象是破鼓在“咐咐”作响。所以现代优质的功率放大器的电源储备量十分惊人,往往采用巨大的环形变压器,再配合容量达数万甚至数十万徽法的电容器,以提高电源的瞬时供应能力。 KRELI的功率放大器号称“功率发动机”,如 KSA一250功效,在8Ω时输出功率为250W/每声道,4Ω时为5O0W,2Ω时为1000W, lΩ时为2000W,而且任何状态下失真均小于0,1%,真是惊人 ! MarkLevi2zson的产品也是极端重视电源的典范。提高电源 的质量,不仅是量的加大,还有质的提高。滤波电容是一个关键,它除了起平滑滤波和储能的作用以外,还是音频信号的通路,因此优质放大器中常常采用专门为音响用途而生产的电容器,以求获得更好的音质。 KRELLKAS放大器中,电源部份竟然采用稳压电源供电,这台机器可以在纯甲类状态下输出400W的功率,为此,其电源部份也付出了采用60只大功率晶体管的代价。
   重视电源的一个副产物就是甲类放大器再度成为时尚(这并不是贬意)。甲类放大器一直因为耗电多,效率低而未能在大功率的放大器中得到应用,但它天然的优点是无交越失真,无开关失真,并且谐波分量中主要是偶次谐波,在听感上十分讨好听众,故而一些极度发烧的爱好者和厂家仍不惜代价地制作甲类放大器,电源储备量的提高更是为制作甲类放大器提供了有利的条件。
五、其他类型的放大器
   最好的功率放大器还没有出现人们对功率放大器的研究一刻也没有停止过,新的元器件、新的电路形式、新的理论不断出现,放大器的研究也针对这三个方面全面地铺开。不器件上, VMOS管的使用是八十年代以来的一个新动向。
VMOS管频响宽、线性好、无二次击穿以及电压推动等一系列优点吸引了越来越多的使用者,它的音色也与电子管很接近,投合了胆机迷的口味。 现在主要是缺乏品种众多的 P沟道互补管,这个问题相信很快就能解决。
   IGBT也是值得注意的一种新器件,它由 MOS管与双极晶体管复合构成,兼有 VMOS管的电压激励和双极晶体管压降低的优点,很有发展前途。电路的研究以日本的各家公司最为活跃,近年来,一些公司从全新的角度提出了一系列电路,如YAMAHA的 ALA, SONY的电流传输,Technics的 CLASS AA, DENON的双超线性,还有英国 Quad的电流倾注,都试图消除失真的产生,可是人们更欣赏的却是以精良元件和精湛工艺制作的不带这些附加措施的放大器。
   此外,对电路的客观技术指标与主观音质之间的精确关系还有待弄清,这需要有新的理论作为指导。国内外的学者们从不同的角度提出了全新的理论,有的认为人耳的动态听觉上限超过了20kHz,有的提出了计权失真度的概念,认为人耳对不同频率的失真具有不同的感知阂值,从10%到0.01%,并给出了实验得出的阂值曲线。在上述的观点指导下,必然要制作频带更宽,全频带失真都极低的功率放大器,而且节目源也有待改进,当然这些理论的正确性需要通过实践的检验。
   新的技术飞跃往往是新材料、新理论、新方法的出现之后产生的,音频放大器同样也不会例外。在科技日新月异的时代,我们有理由期待更完美的功率放大器的出现。

4

主题

0

好友

69

积分

论坛游民 当前离线

Rank: 3Rank: 3

UID
247808
帖子
107
精华
0
经验
69 点
金钱
69 ¥
注册时间
2010-10-7
 楼主| 发表于 2011-11-18 23:41 | 显示全部楼层
基础知识



CD   
索尼和飞利浦公司联手研制的一种数字音乐光盘,有12cm直径和8cm直径两种规格,以前者最为常见,它能提供74分钟的高质量音乐。

CD-ROM   
用于存储电脑数据的只读型CD。

VCD   
采用MPEG-1压缩编码技术的影音光盘,其图像清晰度和VHS录像带差不多。

超级VCD  
VCD的改进产品,采用MPEG-2编码,图像清晰度得到了提高。

DVD
一种外型类似CD的新一代超大容量光盘,它将广泛应用于高质量的影音节目记录和用作电脑的海量存储设备。

MD
索尼公司研制的迷你可录音乐光盘,外型象电脑用3.5英寸软盘,但采用光学信号拾取系统,类似CD。MD使用高效的压缩技术来达到与CD相同的记录时间,音质则接近CD。

D/A转换器
数码音响产品(例如CD、DVD) 中将数字音频信号转换为模拟音频信号的装置。D/A转换器可以做成独立的机器,以配合CD转盘使用,此时常常称为解码器。

CD转盘
将CD机的机械传动部分独立出来的机器。

超取样
取样频率数倍于CD制式的标准取样频率44.1kHz,其目的是便于D/A转换之后数码噪声的滤除,改善CD机的高频相位失真。早期的CD机使用2倍频或4倍频取样,近期的机器已经达到8倍或者更高。

HDCD
High Definition Compact Disc(高解析度CD)的缩写——一种改善CD音质的编码系统,兼容传统的CD,但需要在带HDCD解码的CD机上重放或外接一台HDCD解码器才能获得改善的效果。

比特(bit)
二进制数码信号的最小组成单位,它总是取0或1两种状态之一。

比特流
飞利浦公司的一种将CD数码信号转换成模拟音乐信号的技术。

杜比B,C,S
美国杜比公司研制的系列磁带降噪系统,用于降低磁带录音产生的“嘶嘶声”,扩展动态范围。B型降噪系统能降噪10dB,C型增加到20dB,S型则可达24dB。

杜比HX Pro
不是降噪系统,而是一种改善磁带高频记录失真的技术,通常也称为“上动态余量扩展”。

杜比环绕声(Dolby Surround)
一种将后方效果声道编码至立体声信道中的声音。重放时需要一台解码器将环绕声信号从编码的声音中分离出来。

杜比定向逻辑
(Dolby Pro-Logic)
在杜比环绕声的基础上增加了一个前方中置声道,以便将影片中的对白锁定到屏幕上。

杜比数字(Dolby Digital)
也称为AC-3,杜比实验室发布的新一代家庭影院环绕声系统。其数字化的伴音中包含左前置、中置、右前置、左环绕、右环绕5个声道的信号,它们均是独立的全频带信号。此外还有一路单独的超低音效果声道,俗称0.1声道。所有这些声道合起来就是所谓的5.1声道。

AV功放
专门为家庭影院用途而设计的放大器,一般都具备4 个以上的声道数以及环绕声解码功能。

定向逻辑环绕声放大器
带杜比定向逻辑解码功能的AV功放。

杜比数字放大器
也称为AC-3放大器,一种带杜比数字解码功能的AV功放。

接收机
带有收音功能的放大器。

THX
美国卢卡斯影业公司制定的一种环绕声标准,它对杜比定向逻辑环绕系统进行了改进,使环绕声效果得到进一步的增强。THX标准对重放器材例如影音源、放大器、音箱甚至连接线材都有一套比较严格而具体的要求,达到这一标准并经卢卡斯认证通过的产品,才授予THX标志。

THX 5.1
基于杜比数字系统的THX。

DTS
分离通道家庭影院数码环绕声系统(Discrete-channel home cinema digital sound system),它也采用独立的5.1声道, 效果达到甚至优于杜比数字环绕声系统,是杜比数码环绕声强劲的竞争对手。

SRS
美国SRS公司的一种用两只音箱产生环绕声效果的系统。

分频器
音箱内的一种电路装置,用以将输入的音乐信号分离成高音、中音、低音等不同部分,然后分别送入相应的高、中、低音喇叭单元中重放。

双放大器分音(Biamping)
音箱的每一只喇叭单元由一个独立的放大器通道来进行驱动的一种连接方式。一对两分频的的音箱需要使用两台立体声功放和两对喇叭线。见“双线分音”。

双线分音(Biwiring)
用两套喇叭线分别传送音乐信号的高、低音部分的一种接线方式。双线分音需要使用具备两对接线端子的专门设计的音箱。

放大器
前置放大器和功率放大器的统称。

功率放大器
简称功放,用于增强信号功率以驱动音箱发声的一种电子装置。不带信号源选择、音量控制等附属功能的功率放大器称为后级。

前置放大器
功放之前的预放大和控制部分,用于增强信号的电压幅度,提供输入信号选择,音调调整和音量控制等功能。前置放大器也称为前级。

后级
见“功率放大器”。

前级
见“前置放大器”。

合并式放大器
将前置放大和功率放大两部分集中在一个机箱内的放大器。

胆机
电子管放大器的另一种说法。

额定功率
对功放来说,额定功率一般指能够连续输出的有效值(RMS)功率;对音箱来说,额定功率通称指音箱能够长期承受这一数值的功率而不致损坏,这不意味着一定需要这么大功率的功放才推得动,音箱的驱动难易主要由其灵敏度和阻抗特性来决定。也不意味着不能配输出功率大于音箱额定功率的功放。正如开汽车一样,驾驶300公里时速的跑车不等于就会发生车祸,你可以不开那么快。同样,只要音量不盲目加大,大功率功放一样可以配小功率音箱。

峰值音乐输出功率(PMPO)
以音乐信号瞬间能达到的峰值电压来计算的输出功率,其商业意义大于实际作用。PMPO功率可以比国际公认的有效值额定输出功率(RMS)高出3至4倍,例如早期的手提式收录机每声道RMS功率仅4、5瓦,但采用PMPO来标示,数值一下就可以增大到20W左右。

单端放大
功放的输出级由一只放大元件(或多只元件但并联成一组)完成对信号正负两个半周的放大。单端放大机器只能采取甲类工作状态。

推挽放大
功放的输出级有两个“臂”(两组放大元件),一个“臂”的电流增加时,另一个“臂”的电流则减小,二者的状态轮流转换。对负载而言,好象是一个“臂”在推,一个“臂”在拉,共同完成电流输出任务。尽管甲类放大器可以采用推挽式放大,但更常见的是用推挽放大构成乙类或甲乙类放大器。


功率放大器中功放管的导电方式,有甲类(A类)、乙类(B类)和甲乙类(AB类)之分。

甲类
又称为A类,在信号的整个周期内(正弦波的正负两个半周),放大器的任何功率输出元件都不会出现电流截止(即停止输出)的一类放大器。甲类放大器工作时会产生高热,效率很低,但固有的优点是不存在交越失真。单端放大器都是甲类工作方式,推挽放大器可以是甲类,也可以是乙类或甲乙类。

乙类
又称为B类,正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两“臂”轮流放大输出的一类放大器,每一“臂”的导电时间为信号的半个周期。乙类放大器的优点是效率高,缺点是会产生交越失真。

甲乙类
又称AB类,界于甲类和乙类之间,推挽放大的每一个“臂”导通时间大于信号的半个周期而小于一个周期。甲乙类放大有效解决了乙类放大器的交越失真问题,效率又比甲类放大器高,因此获得了极为广泛的应用。

失真
设备的输出不能完全复现其输入,产生了波形的畸变或者信号成分的增减。

谐波失真
由于放大器不够理想,输出的信号除了包含放大了的输入成分之外,还新添了一些原信号的2倍、3倍、4倍……甚至更高倍的频率成分(谐波), 致使输出波形走样。这种因谐波引起的失真叫做谐波失真。

交越失真
乙类放大器特有的一种失真。这种失真产生的机理是因信号的正负半周分别由不同的两组器件进行放大,正负两边的波形不能平滑地衔接。

音染
音乐自然中性的对立面,即声音染上了节目本身没有的一些特性,例如对着一个罐子讲话得到的那种声音就是典型的音染。音染表明重放的信号中多出了(或者是减少了)某些成分,这显然是一种失真。

声压
表示声音强弱的物理量。

声压级
以分贝数表示的声压。

灵敏度
对放大器来说,灵敏度一般指达到额定输出功率或电压时输入端所加信号的电压大小,因此也称为输入灵敏度;对音箱来说,灵敏度是指给音箱施加1W的输入功率,在喇叭正前方1米远处能产生多少分贝的声压值。

电平
电子系统中对电压、电流、功率等物理量强弱的通称。电平一般以分贝(dB)为单位来表示。即事先取定一个电压或电流数作为参考值(0dB),用待表示的量与参考值之比取对数,再乘以20作为电平的分贝数(功率的电平值改乘10)。

分贝(dB)
电平和声压级的单位。

阻尼系数
负载阻抗与放大器输出阻抗之比。使用负反馈的晶体管放大器输出阻抗极低,仅零点几欧姆甚至更小,所以阻尼系数可达数十到数百。

反馈
也称为回授,一种将输出信号的一部分或全部回送到放大器的输入端以改变电路放大倍数的技术。

负反馈
导致放大倍数减小的反馈。负反馈虽然使放大倍数蒙受损失,但能够有效地拓宽频响,减小失真,因此应用极为广泛。

正反馈
使放大倍数增大的反馈。正反馈的作用与负反馈刚好相反,因此使用时应当小心谨慎。

动态范围
信号最强的部分与最微弱部分之间的电平差。对器材来说,动态范围表示这件器材对强弱信号的兼顾处理能力。

频率响应    简称频响,衡量一件器材对高、中、低各频段信号均匀再现的能力。对器材频响的要求有两方面,一是范围尽量宽,即能够重播的频率下限尽量低,上限尽量高;二是频率范围内各点的响应尽量平坦,避免出现过大的波动。

瞬态响应
器材对音乐中突发信号的跟随能力。瞬态响应好的器材应当是信号一来就立即响应,信号一停就嘎然而止,决不拖泥带水。

信噪比(S/N)
又称为讯噪比,信号的有用成份与杂音的强弱对比,常常用分贝数表示。设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。

正弦波
频率成分最为单一的一种信号,因这种信号的波形是数学上的正弦曲线而得名。任何复杂信号——例如音乐信号,都可以看成由许许多多频率不同、大小不等的正弦波复合而成。

波长
声波在一个周期内的行程。波长在数值上等于声速(344米/秒)除以频率。

屏蔽
在电子装置或导线的外面覆盖易于传导电磁波的材料,以防止外来电磁杂波对有用信号产生干扰的技术。

阻抗匹配  
一件器材的输出阻抗和所连接的负载阻抗之间所应满足的某种关系,以免接上负载后对器材本身的工作状态产生明显的影响。对电子设备互连来说,例如信号源连放大器,前级连后级,只要后一级的输入阻抗大于前一级的输出阻抗5-10倍以上,就可认为阻抗匹配良好;对于放大器连接音箱来说,电子管机应选用与其输出端标称阻抗相等或接近的音箱,而晶体管放大器则无此限制,可以接任何阻抗的音箱。

煲机  新器材使用之前的加电预热过程,以便让器材的声音进入稳定的状态。

ADD
指CD唱片按模拟方式录音,按数字方式进行编辑和制作母带。

AC(Alternating Current)
交流电,指电流方向会作周期性改变的市电供电电源,英美多用60Hz,我国则采用50Hz的。

有源分频网络(Active Crossover)
指可将声频信号的频率组成分量(低音、中音及高音)在放大之前便进行分组而分别加到各自的扬声器系统去的一种有源电子网络。虽然有源分频网络多半均内装于超低音音箱之类的音箱之中,用以推动低音喇叭,但在多路系统中,也可单独使用有源分频网络。

ATRAC
指自适应变换声学编码。系一种由日本索尼公司在其推出的MD磁光盘录音机中所采用的低比特率数据压缩编码技术。

发烧友(Audiophile)
指对音响技术特别偏爱的那些人。

带宽(Bandwidth)
指一段频率范围,对于音频录音说来,带宽乃指声系统或录音装置所能包容的乐队演出或独唱演员演唱的频率响应范围;而对家庭声音重放装置说来,带宽则指系统重放时能“听到”的频率范围,通常在20Hz或30Hz到15kHz或20kHz的范围内。

双极式音箱(Bipolar Loudspeaker)
指发声单元分别指向音箱前方和后方且同相馈送信号的那种音箱装置。由于推动的信号为同相位的,故声信号不会有反相位的抵消,侧向的声辐射也不会有急剧地衰减。双极式音箱通常需摆放在离前墙较远处,以便让其后向指向的声波能有适当的反射。

连接电缆(Cables)
指讯号线或喇叭线,通常用导线的含铜量的纯度来表示导线的好坏,如6N便表示此导线的含铜量已达百分之99.99997。性能好的喇叭线多由多芯线组成,也有用单根或几根口径粗的铜线的。在有方向性的喇叭线上更标以箭头,指示从功放到音箱的接线方向,有些讯号线上也标有箭头,用于指示从信号源到功放的接线方向。

DAB(Digital Audio Broadcasting)
指数字音频广播。不论是调频(FM)还是调幅(AM)广播,皆为数字立体声,英国BBC电台正在某些地区试播,我国近年来也在广东、北京等地开始试播。DAB需用专门的接收机(收音机)来收听。

DAC(数模变换器,也称解码器)
指将接通/断开的脉冲信号变换为模拟声信号的数模(D/A)变换器。在CD唱机内均已装有DAC,但外装的DAC可让CD唱机或其它数字播放机音质升级。

DAT(数字音频磁带机)
Digital Audio Tape的缩写。指主要用于专业录音的一种数字录音装置,采用了同录像机(VCR)相似的旋转磁头。

数据压缩(Data Reduction)
指设法减少存储音乐所需要的数据量的一种技术。日本索尼公司在其MD磁光盘录音机中即采用了ATRAC压缩编码技术,而荷兰飞利浦公司则在其开发的DCC数字盒式磁带机中采用了类似的PASC(精确自适应子带编码)技术。此二种方法皆系采用数据压缩的方法来设法去掉那些人耳所听不到的数据。

DCC(Digital Compact Cassette)
由荷兰飞利浦公司开发的一种家庭用数字盒式磁带录音机,音质听起来已跟CD唱机的接近,但使用上不甚方便。由于与索尼公司的MD相互竞争而以失败告终,目前已逐渐在市场上消失。

DDD
指CD唱片的录音、编辑和母带制作均采用了数字处理的方式。

dB(分贝)
测量声压变化的单位,当有1dB的变化时,便能听出来差别,而在有+10dB的增加时,声音的在这里将会加倍。

数码输出(Digital Output)
指可用外附的DAC来进行存贮或处理的数字信号输出,可以是电信号输出也可以是光学(光纤)输出。

偶极式音箱(Dipolar Loudspeaker)
跟双极式音箱在构造上相同,但前向及后向喇叭反相馈以信号,因此其声辐射图形呈倒“8"字形。多用作环绕声音箱。THX推荐环绕声音箱选用偶极式。

失真(Distortion)
指不需要的信号或是由设备所添加的对信号所产生的那些改变。

DVD
指用作家庭娱乐用的一种视频光盘。DVD碟片需用DVD播放机来播放。声像将在配有相应硬件的大彩电的荧屏或配装有DVD-ROM的台式计算机的监视器上显示。

DVD-ROM
指与CD-ROM相类似,但比CD-ROM更好的只读光盘,专供电脑使用,DVD-ROM可以有不同的存贮容量,单面单层的4.7GB和双层双面的17GB。

DVD-Audio
DVD音频唱片,目前为1.0版本,以24bit/192kHz为标准。目前尚另有一些按DVD-Video(DVD-视频)制作的音乐DVD碟,但与DVD-Audio不是一码事。

DVD-R
DVD家族中的一员,为可一次写入多次读出数据的DVD,DVD-R可以是单层的(3.95GB),也可以是双层的(7.9GB)。

DVD-RW
由日本索尼公司和荷兰飞利浦公司及美国HP公司联合推出的一种存贮容量为3GB的可擦除和可重写的DVD光盘,与DVD-RAM类似。目前尚在研制容量达12GB,从而可录入5小时电视节目的DVD-RW。

DVD-RAM
供计算机专用的一种可擦除可重写的DVD光盘,规定的存贮容量为2.6GB(单层)和5.2GB(双层)。

Divx
由美国Circuit City公司推出的一种租赁DVD碟片的特殊方式,一次性付款后,可连续观看48小时并可不退回,但再看得另行付费。

静电扬声器(Electrostatic Speaker)
指用高电压产生的电场力去推动薄而轻的振膜从而发声的那类扬声器。

颤动(Fluffer)
指录音磁带或唱片因转速有快速的变化而使音调产生起伏的现象,多由运转不灵所引起。

频率(Frequency)
通常将频率高的声音称为高音,将频率低的称为低音,可听的声频范围在16Hz到20kHz之间。

前端(Front End)
多指声频系统中的信号源,如LP密纹慢转唱机或CD唱机,有时也指调谐器(收音头)中处理从无线接收到的信号的前级。

赫兹(Herz)
频率的单位,1赫兹表示信号每秒有一次周期性的变化。

家庭影院(Home Theater System)
家庭影院装置系一种性能优异的视听器材的组合,它用来在家里营造出类似于在影剧院中观看演出时的那种声画感受。虽然目前大多数的影视器材,尤其是电视机的画质还不完全理想,但在投入一定数额的财力后,却可在音频方面获得甚为良好的音响效果。

MD机(Minidisc)
日本索尼公司推出的一种可录音74分钟,形状与计算机软盘相似,而尺寸为64mm的磁光盘机,MD磁光盘有预录型和可录型两类。

独立单声道功放(monobloc)
指完全独立的单声道功率放大器,因此,双声道立体声系统得用二台这种单独的功放。其好处是通道间完全没有交连之类干拢。

动圈式(MC)唱头
这种唱头将相对于固定磁铁作运动,以产生信号,不过输出比动磁(MM)式唱头的低些。

动磁式(MM)唱头
指相对于固定线圈作运动以产生信号的小型磁铁式唱头。

丽音(Nicam)
指音质与CD相当的一种电视伴音播送程式。

欧姆(Ohm)
对电流所产生的阻力的计量单位,音箱的阻抗值便是用欧姆来测量的。通常,音箱的阻抗越低,便越难于推动。

过取样(Oversampling)
用于DAC系统,当将取样频率升高时,转换电路的工作便更易于进行,且辅助电路也更易于滤去那些不需要的信号。

无源(Passive)
指那些不会将信号予以放大且引入的失真也极小的电路或器件。

唱头放大器(Phono amplifier)
由于LP唱机的唱头输出的信号电平要比CD唱机和磁带录音机的输出为低,因此,需要加一级专门的多半带有频率均衡的前级放大器,即唱头放大器。过去许多前置放大器或合并式功放中皆专门设有这样的放大器,但因LP逐渐退出市场,目前的放大器中已少备有这样的输入级。

量化(Quantization)
指数字声频信号中,用来表现各种不同幅度电平可能值的那些数字。

取样率(Sampling rate)
指数字录音机或播放机对信号取样的快慢程度,象CD唱机、DCC数字录音机和MD磁光盘机的取样率便选定为44.1kHz,即每秒44100个取样,而DAT数字录音机的取样率则选为48kHz或44.1kHz,DAB数字音频广播则采用32kHz的取样率。取样率决定了数字系统所能记录的最高频率,因此,目前正在研究高取样率的方式。如日本先锋公司正在开展的将取样率提高到96kHz的系统。另外,DVD-Audio也采用了96kHz的高取样率。

屏蔽(Shielding)
指为使导线或设备能与干扰隔开而采取的一些措施。

超低音音箱(Subwoofer)
指用于重放那些深沉的而由普通小型音箱所无法予以重放出来的低频段的特制音箱。

唱臂(Tonearm)
为唱机的一部分,其上装有唱头。

瞬态(Transient)
指乐曲(特别是打击乐)中那些短暂而有爆发性的声音,通常,这些声音是难于准确重放出来的。

三线分音(推动)(Triamping/Triwiring)
指与双线分音(biwiring)及双功放推动(biamping)相类似的一种功放与音箱的连接方式,不过此时需使用三对喇叭线/或三台功放,而且仅适用于三分频并带相应输入端子的音箱。

抖晃(Wow)
指录音机或录音座转速的缓慢变化所导致产生的不稳定的畸形声音。

4

主题

0

好友

69

积分

论坛游民 当前离线

Rank: 3Rank: 3

UID
247808
帖子
107
精华
0
经验
69 点
金钱
69 ¥
注册时间
2010-10-7
 楼主| 发表于 2011-11-18 23:41 | 显示全部楼层
基础知识----音箱的分类、结构及重放特点如何?

  音箱又称扬声器箱,它是将高、中、低音扬声器组装在专门设计的箱体内,并经过分频网络将高、中、低频信号分别送至相应的扬声器进行重放。
  扬声器安装在音箱内后,可以利用音箱内部的声音的传播特性,扩展扬声器低频重放范围,使重放声产生较宏大的声场。
  音箱按分频的方式分类主要有:单扬声器音箱;二分频音箱;三分频音箱;四分频音箱;多分频音箱;超低音音箱(低音炮)。
  音箱按用途分类主要有:落地式音箱;书架式音箱;有源音箱;环绕音箱;监听音箱;影剧院用音箱;舞台用音箱等。
  音箱按内部结构不同分类要有:密闭式、倒相式、迷宫式、前置号筒式、空纸盆式、对称驱动式、克尔顿式、哑铃式等等。

  1、密闭式音箱
密闭式音箱在市场上品种很多,例如美国的AR系列音箱,就是最有代表性的一种,国外还往往把喇叭单元fo很低的密闭式音箱称作为“气垫式”音箱,小型密闭式音箱的主要适应条件是:应当选用振动膜直径不大、共振频率又很低、顺性很大的喇叭单体。

  密闭式音箱是目前就使用最多的音箱之一。所谓密闭式音箱就是将扬声器按装在一个完全封闭的箱体中,它是用箱体将扬声器前后的声辐射隔开,以防止声短路。密闭式音箱内的空气对于扬声器来说好比是一个弹簧,从而改善了扬声器的低频响应。

  密闭式音箱的重放特点是低音深沉,低音的解析度较好。但是由于密闭箱内的空气对扬声器的运动同时也有一定的阻尼作用,因此对音箱的共振频率f 0和品质因素Qt有一定的影响,如果箱体较大的话这种影响还较小,但在实际使用中一般主要在选择扬声器的f0和Qt下功夫。另外, 由于密闭式音箱只利用了扬声器的一面的声辐射,因此效率较低,一般比其它种类的音箱低3~ 5dB。

  小型密闭式音箱为了把气垫作用发挥得最好,扬声器振动膜的厚度往往都增加了很多,在这种条件下音箱的效率会相对下降一些,输出亦会降低,所以比起大多数倒相式音箱要难推动一些,这是密闭式音箱不足的地方。但密闭式音箱的长处是制作简单,便于大量生产和发烧友业余制作。从高保真的角度来看,密闭式音箱与其它类型音箱相比,失真最低,速度快,低音准确、深沉,控制力好,相位特性也是其它形式音箱所无法比拟的。用发烧的语言来形容:密闭式音箱重放的低频是真正正确的低音效果,而反射式音箱,由于要利用喇叭单元后面的辐身声,就一定要在箱体上开一个合适的倒相孔,这样一来,声音的辐射波要在音箱内经过180度倒相作用,再从倒相孔中辐射出来,以增加声音的辐射能量,表面看来,效率是提高了,但由于声波要在箱体内经过一段时间,才能从倒相孔释放出来,与正面声波相加,这就存在一个时间延时的问题,严格来说,反射出来的声波与正面的声波相比,在时间上是差了一段,当然到达耳朵的先后也不同,相位也有一定的差异,所以说是一种假低音的重放,但是由于人耳低频上的反应远不如中高频来得敏感,所以倒相式音箱的这些差距,在听感上、头脑中不会产生太大的影响,由于反射的效率高,还是受到人们的喜爱,在市场上占有极大的比重。

  2、倒相式音箱
  倒相式音箱又称低频反射式音箱,是目前使用较为广泛的一种音箱。 倒相式音箱的理论是A.L.Thuras早在1932年提出来的,到了1952年,B.N.Locanthi提出了振膜与倒相孔的气体互相作用的计算方式,推动了倒相式音箱的发展,而真正让倒相式音箱得到成熟的实用设计,是1961年A.N.Tniele运用Novak确定的简化模型,较细致的发表了许多实际性的设计方法,而后来的R.H.Small对倒相式音箱的全方法设计也发表更有实际性意义的文章。在几十年的发展过程中,倒相式音箱渐渐的成熟起来。

  它和密闭式音箱的区别在于在音箱的面板上按装了一个倒相管,当扬声器工作时,背后辐射出的声波经过倒相管后辐射到前方,与扬声器前面的声波相叠加,然后共同向前辐射,使低频效果增强。

  倒相式音箱的特点是:可以利用箱体和倒相管的共振,在扬声器的声压不变的情况下,扩展了低频,其低频可以扩展至扬声器共振频率的0.7倍。 倒相式音箱和重放同一频率的密闭式音箱相比,体积比密闭式音箱小70%,因此对功率放大器输出功率的要求比密闭式音箱低。倒相管可以减小低频下限频率附近的扬声器的振幅失真,但是倒相式音箱的瞬态特性较密闭式音箱差。

   设计良好的倒相式音箱,能够在声音音量不下降的情况下,进一步扩展低频平衡重放时的下限频率 。我们知道,喇叭单元都有一个基本的共振点频率,在这一频率上,输出的声音将最大,同时失真也最大,如不加以控制,势必造成声箱低频带重放的不均匀度加大,平衡变坏,失真急剧增加。而制作合理的一个倒相式音箱,应能将喇叭基本谐振峰压低,使其变为左右分开的两个小峰,且两个小峰的大小相等,这样向低端扩展的小峰,也会使音箱的频响进一步向低扩展。显然,基本揩振峰压低后,失真也明显减少了,这是因为喇叭在这点上的振辐呈反共振状态,在该频率附近,振动的辐度变小所至。

   要想利用倒相式音箱的这些优点,设计者必须要清楚的了解所选用的精心设计才能得到理想的重放效果,并不是随便开一个倒相孔就能成功。倒相式音箱对单元的Qo也有严格的要求,不取特定的Qo值就不能充分发挥出倒相式音箱的长处,同时调整的手续也比较复杂。

   倒相式音箱虽然有效率高,低频特性好及体积小等优点,但也有不足的一面。主要在于设计制作调整难度较大,例如倒相孔不能只为了效率而开得太大,否则会形成峰值,同时倒相孔的长度也会对低频有较大的影响,设计不好容易产生低音太过沉重或速度变慢的问题,也可能会有气流声太响等问题。与密闭式音箱比较,倒相式音箱在低频段的瞬态特性较差,声音的表现有些混浊,由于倒相式音箱要利用喇叭背面的声波要在箱体内经过一段时间才反射出来,所以相位并不是十分准确的,同时反射出来的声波在速度上肯定比喇叭正面的直达声慢了一步,所以说倒相箱发出来的是一种“假”低频,没有密闭式音箱来的准确。

  3、空纸盆音箱
  空纸盆音箱又称无源辐射音箱、牵动纸盆音箱。它是在倒相式音箱的基础上发展起来的放音系统,它是由一个扬声器和空纸盆组成,空纸盆代替了倒相式音箱的倒相管的位置。空纸盆音箱的工作原理是利用了扬声器纸盆振动后箱内空气的弹簧作用使空纸盆振动,与扬声器形成的共振,基本工作原理和倒相式音箱相似。

  倒相式音箱在工作时空气会不断地从倒相管中排出和吸进,而空纸盆音箱在扬声器工作时,空纸盆会顺应箱体内空气的变化而进行前后移动,箱体内的空气并不泄漏出去,因此空纸盆音箱的灵敏度较高。同时空纸盆音箱不象倒相式音箱那样由于空气大量地进出容易产生共振而出现驻波。在较低频段工作时空纸盆音箱接近于密闭音箱的工作状态,因而可以有效地减小扬声器的振动幅度。

  目前,在进口的音箱中有部分是采用空纸盆音箱的,如美国的“JBL”音箱。

  4、对称式音箱
  对称式音箱是密闭式音箱由于各种原因而不能做到小型化时而采用的一种加强音箱对空气的振动力度的音箱,它是将两只扬声器重叠安装在一起,当音频信号输入时,两个扬声器进行同相振动,因此重放时对空气的振动力度增强,其低频效果和较大容积的音箱的重放效果一样。在实际的重放试听中,感觉重放声的声像定位略差。

  5、迷宫式音箱
  迷宫式音箱顾名思义是其内部的结构较为复杂,好似迷宫一样。迷宫式音箱音箱是在喇叭单元的振动膜后面,制作了一条矩形截面的折叠反射管道,而同周围的介质相耦合,放声管道的截面积一般等于喇叭单元振膜的有效面积。这种结构形式的音箱与传统的密闭式音箱及倒相式音箱在设计时完全不同,这类音箱的设计要点主要有两个原则:一是要求迷宫式音箱在工作时应该有效的控制喇叭单元的基本共振频率fo;二是要求迷宫系统的放声管道能提升所设计的低频下限频率与能量。

   迷宫式音箱实际上是把喇叭单元反面的声波经过一条长长的管道反射出来,而放声管道的长度是迷宫式音箱的设计焦点。设计合理的迷宫式音箱,在扬声器单元工作时, 辐射出的声波如与喇叭单元前面的声波相位相反,迷宫内的放音管道应该起抑制作用。当辐射出的声波与喇叭单元前面的声波相位一致时,迷宫式音箱的放音管道要起提升的作用,这是迷宫式音箱的主要出发点,如果设声管的长度为辐射声频率的1/2波长,则相位便会移动,等于180度,这时,迷宫式音箱放声管道的末端开口处所释放出的声波,就会与喇叭单元前面的发声处在同一相位,同样道理,如果设声管的长度为1/4波长,上式同样成立,且能缩短声管的长度,一般取偶数值,是设计迷宫箱的正确做法。如果取共振频率fo的3/4波长,或是其倍频的3/4波长时,输出的辐射就会降低,这是因为声管出口处的辐射波与喇叭单元后面的声波呈反相位关系所致。

   迷宫式音箱虽然重放效果很好,但结构比较复杂,限制了它大量的发展。设计这种音箱要注意减少放音声管内的高频谐波振荡频率对迷宫系统所产生的频响特性不良的影响,因此应在声管内敷以吸音材料,并力求让音箱的各部位结构牢固可靠,避免内部管道的漏气现象产生。还要求放声管道的各部位截面积,不得小于所使用扬声器单体本身振动膜有效面积。

   现在市场上可以见到的迷宫式音箱有英国产的TDL系列产品,是该厂的创始人John Wright设计开发的。John Wright认为倒相式音箱虽然在一定程度上提升了低频的辐射能量,但不能使低频下潜得很深。而传输线式(迷宫)音箱却可以做到这一点,我们知道,如果要听到20Hz的低频声音,房间的长度要达到17米左右,就算是1/2波长最少也要8米,一般家庭很少有这样的听音环境,用迷宫式音箱来产生这样的长度就能实现这样的感觉。

  6、克尔顿音箱
  克尔顿音箱是由美国人发明的,它是将一只低音扬声器按装于箱体内,低频声音的传输经过了若干个小孔,相当于给低频部分加装了一个带通滤器。这种音箱的工作频段选择在面板上按装的扬声器的低频下限频率处,能够进一步展宽低频重放效果。目前,这种地箱使用还较少。

  7、哑铃式音箱
  传统的三分频音箱的扬声器按装时由上至下分别为高音扬声器、中音扬声器和低音扬声器,因而出现各种频率的音源的重放声高度不一致现象,当欣赏者靠近音箱时会产生一种各种音源频率的分离感,哑铃式音箱则较好地解决了上述问题。它采用了二分频完全对称的形式,两只低音单元扬声器的型号一样,采用并联或串联接法,重放时两只低音单元的振幅及相位完全一样。在两只低音单元的中间按装了一只高音扬声器,这样在重放时所产生的的声源位置定位于两只低音单元的对称点上,即高音扬声器的位置。

  哑铃式音箱在大动态信号工作时非线性失真较小,由于低音单元采用并联或串联接法,因此在一定的输入功率时,与普通的音箱相比,扬声器的振幅只有普通音箱扬声器的1/2,所以它可以承受较大的输入功率,同时哑铃式箱的重放声的低频力度感较好。

  8、数字式音箱
  数字式音箱是目前较为少见的一种音箱,它由音箱和数字控制部分组成。音箱中的中、高音扬声器采用同轴式扬声器,从而消除了中、高音之间相位干扰。低音扬声器则采用两只口径较大的扬声器,可产生动感十足的低音。

  数字控制部分是数字式音箱的核心,它采用精度较高的数/模转换器将数字信号转换为模拟信号,并且能够由内部的CPU通过对听音环境的检测,对音频进行自动进行修正,弥补了听音环境所造成的缺陷,同时数字控制部分还装有DSP声场处理系统,使欣赏者很方便地选择各种环境的现场效果,使重放声达到了完美的境界,数字式音箱的频率响应较宽,可达18~H z~ 30k Hz。目前,只有德国CANTON公司推出了世界上第一对数字式音箱“CANTON-1”。

  9、有源音箱
  一般与放大器配套使用的称之为无源音箱,但在较小的听音环境或须经常移动的场合,无源音箱的使用就显得不大方便了,于是便出现了有源音箱。所谓有源音箱是将功率放大电路安装在音箱的内部,连为一体,只要将音源的信号送入,即可重放出优美的音乐。

  有源音箱的内部功率放大电路一般都采用了大规模集成电路,如TDA2030、TDA1521等,并采用了小口径、大功率的高保真扬声器,具有重放声保真度高、音质较好的特点,因此受到一部分发烧友的喜爱。有源音箱比较适合作为“随身听”、小型CD唱机的播放系统,在多媒体电脑中也用它作为播放系统使用。有源音箱大都采用了密闭式或倒相式设计方式。

   10、“BOSE”公司的“音响气团流”音箱
  所谓音箱的“音响气团流(Acoustimass )”技术是美国“BOSE”公司独创的。普通的音箱的扬声器是按装的面板上的,由纸盆推动空气发声,因此声音的辐射有一定的方向性,特别是在小音量重放时,低音较差。采用音响气流团技术的音箱是将扬声器按装在音箱的中间部位,使一个音箱分割为两个箱体,当扬声器的振膜作运动时,同时推动上下两个箱体内的空气作振动,按装于箱体中的两个导管就象两个活塞推动气流向外发射,形成气流团,这样使声音的辐射无方向性,较适合听音环境较差的场合使用。

  音响气流团式音箱重放低音强劲有力,音色纯净,特别是在小音量重放时,低音仍然较好。

   11、号角式音箱
号角式音箱是一种高转换效率的音箱。一般人耳所能感受到的声音强度最低可听到一分贝的声压级,最高能达到120分贝的声压级,中间的差别有100万倍的变化。从最低到最高的声音信号,通过喇叭放送的线性比叫“动态范围”,喇叭的动态范围与其自身的结构及音箱的形式有不同的反映,喇叭在工作中当振盆的振动幅度达到最大时,就会超过振幅与外力成线性工作的关系范围,从而导致喇叭的失真加剧,如果继续增加输入到喇叭的信号,就会使音圈冲出了磁缝隙以外,并伴有拍边打底的现象出现。口径越小的喇叭在低频的重放下这种情况越严重。

   转换效率高的喇叭动态范围宽。转换效率低的喇叭因自身的结构,大都机械损耗大,部分能量都以热效能损耗掉了,当然喇叭的动态范围也得小了。动态范围小的喇叭对放送微弱的细节的音乐,其分辨率很差,对大动态的交响乐也无法正确的表达。

   有时不管我们对音箱的频响指标等做很大的完善,而听感上对音质的要求还是没有明显的提高,但稍微增加一点音箱的动态范围却有十分显著的改善效果,增加了现场还原的真实感,使人为之振奋。由此可见音箱的动态范围是一个对音质起很大作用的指标,要给予充分的重视。

   号角式音箱是一种典型的高效率大动态音箱系统,我们知道当大声喊话时,如用双手成号角状放在嘴边会明显的提高声压级,使音量增大,且传播的距离更远,这证明了号角系统能提高喇叭的还原效率。制成合理的号角式音箱,在放送音乐的过程中,音乐的细节分辨率及微弱信号的再现都能充分的体现在我们的面前,且有明显的真实感和定位感。立体声效果十分显著,不管对强信号与弱信号的线性对比,都具有庞大的动态范围,号角音箱的失真之小,也是其它类型音箱所不能比拟的,因为在同样的声压级内,号角音箱所需的驱动功率比其它类型的音箱要小得多,它可以在微小的振动下发挥出很大的声音能量来,喇叭的音圈移动很小。使喇叭保持在活塞的振动区域内,因此失真极小,是高质量音响系统的姣姣者。

   世界上号角音箱知名度比较高的有美国的“杰士”号角音箱,年代也很悠久,最近投入市场比较不错的有GF系列及KFL系列,不过严格说来,这两个系列的产品只能算混血式号角音箱,因它们的低音还是传统的倒相式结构,只有中高音才是号角的形式。

   号角式音箱之所以品种较少,主要是产品的设计十分复杂,不管是圆锥状号角,还是指数型或双曲张号角,其变化的展开尺寸要求都比较精确,如有误差就会出现很大的峰谷,使频率响应变差。对折叠后号角低音系统也要严格设计制作,如背腔体积的容量、滤波器设计不当,就会破坏了号角系统的优点,使性能变差,在制作上,因内部有很多隔板,它们要以不同的形状安放,所以必须精心设计,严格按要求处理,稍有马虎即可产生共振,内部的隔板间必须密封良好。如有缝隙,号角系统就会遭到破坏,使功能失掉。这是因为号角的声短路效应所引致的。

   背号角折叠式音箱的内部有很强的声压级,一定要重视各壁板的强度,否则极易产生振动,导致声染色,并降低号角的效率。所使用的喇叭单元振动系统的机械强度要好、重量要轻、Qo值也必须小,才能保证整体的设计要求。

   高效率号角式音箱虽然音响效果好过一般的密闭式音箱和倒相式音箱,但也有它的不足之处,最大的问题就是造价太高,而且频响特性曲线也不容易作得十分平坦,而阿理金号角系列却可以在标称的频响范围内做到正负2分贝的平直曲线,从根本上保证高效率高保真的重放效果,用一般小功率放大器及胆机就可得到激动人心的震撼效果,特别适合与300B、2A3这类迷人的放大器相搭配。

   12、超低音音箱
  随着家庭影院系统的普及,超低音音箱也越来越受人们的重视和大量的应用。其实不但在AV系应用超低音音箱,就是在普及高保真双声道行列里,也开始受到了发烧友们的重视和应用,如著名的LS3/5A,国外就有专门为它设计制作的一款超低音音箱。运用得好,它确实可以增加Hi-Fi系统整体的气氛,起到“画龙点睛”的效果。

   目前,常见的超低音音箱有两大类:一种是带有放大器相位调整的有源式超低音音箱,它除了可以接受来自前级的低频信号外,也可以从功放级直接输入,并可方便地调整分频点,所以是市场上主流。另一种是需要单独配置放大器来推动的超低音音箱,也称无源式超低音音箱,它可以根据爱好者的品味自行搭配风格不同的放大系统。

   超低音音箱可以做成密闭式,也可做成倒相式或其它类型的,现在在市面上见到的大多是这几种产品。而国外用于超低音使用的ASW音箱,由于特殊的箱体设计即使不采用分频电路,也可方便地滤除200Hz以上的成份,这种音箱的低音喇叭单元是装在密闭式的箱体内,喇叭正面的发声经过类似于倒相式音箱的形式释放出来,由于箱体内放有大量的吸收中高频成份的材料,加之箱体内声路的长度与波长之间的关系,因此从放声孔释放出来的只有低频段的成份,实际上ASW音箱的喇叭单体,它并非象普通音箱一样发声是向周围直接辐射的,它只是用以在共振频率上激励倒相式音箱内的空气体积,因为倒相式音箱本身具有的特性,使之通过倒相孔所辐射出来的,低频成份失真最小。

   而美国BOSE(博士)公司所推出的“加侬炮”超低音音箱,是另一种高效率式设计,它本身也有滤除中高频成份的功能,它的原理是基于声波管共振的理论,在喇叭单体的前后由不同长度的声波管道所组成。而前后的每段发声管道都可以把它视为是一端闭塞的管道。

   当n=1/4λ0 的奇数时产生共振,即n=1、3、5……时,声波管道起抑制作用,也就是说在声管的开口处与喇叭单元后面的声波呈反相位关系,这时对喇叭单元自身的共振频率fo来说,所辐射出的声音效率最低,而对于我们需要提升部分的低频来讲,如1/2λ0 的整数倍频率共振时,放音管道对低频起提升作用,此时管道的开口处与喇叭单元背面呈同相位关系,因而所辐射出的低频能量也最高。

   这种声波管的工作特点在于对喇叭本身的共振频率fo起到抑制作用,能有效地减少失真,并使低频的下潜能力加强。对于所需要的低频范围起提升作用,它具有特性曲线平坦,效率高等优点,只要声管内的喇叭单元做少量的振动,就能获得较大能量的声波输出。

   这种“加侬炮”超低音音箱,效果虽然很好,但要想发出20Hz的频率,放音管道的长度就很长,因此,体积都十分庞大,比较适合影剧院等大场合应用。

   对于家庭内使用,为了减少体积,可以象迷宫式音箱一样把声管折叠起来制作,与迷宫箱不同的是:超低音喇叭单元的发声是通过前后长短不一的两个折叠管道释放出来的。

   在设计制作超低音音箱时,需要注意几点:首先一定要使声波管内的截面积不可小于所应用的喇叭单元锥盆的有效面积,其次是要在完工的声波管内壁贴吸声材料,以吸收不必要的中高频频率。

   超低音音箱在工作的频率范围内,管道内的振幅极大,如音箱的刚性欠佳,极易产生杂波输出,使低频混浊不清,且对功率亦会产生损耗,有鉴于此,提议制作时要选择密度高、质量重、不易振动、有一定厚度及强度的材料来打造,并注意采用加强措施。

4

主题

0

好友

69

积分

论坛游民 当前离线

Rank: 3Rank: 3

UID
247808
帖子
107
精华
0
经验
69 点
金钱
69 ¥
注册时间
2010-10-7
 楼主| 发表于 2011-11-18 23:42 | 显示全部楼层
扩音机的类别

 
    翻开音响杂志,我们经常会见到扩音机广告中宣传他们的产品为纯A类(甲类)设计,究竟A类扩音机是否优于B类(乙类)或AB(甲乙)类?其实站在纯粹欣赏音乐的立场,只要声音动听就行,不必理会扩音机属于那一类,但HI-FI迷总是受广告的影响,尤其初入门的朋友更容易被广告迷惑,一知半解以为A类扩音机是最佳的设计,B类则属低一级货色,实际上并不能如此定论,而且要知道,每一类设计都有它们本身的优点与缺点。
    A类扩音机如何工作? A类扩音机的输出级中两个(或两组)晶体管永远处于导电状态,也就是说不管有无讯号输入它们都保持传导电流,并使这个电流等于交流电的峰值,这时交流在最大讯号情况下流入负载。当无讯号时,两个晶体管各流通等量的电流,因此在输出中心点上没有不平衡的电流或电压,故无电流输入扬声器,当讯号趋向正极,线路上方的输出晶体管容许流入较多的电流,下方的输出晶体管则相对减少电流,由于电流开始不平衡,于是流入扬声器发声。
     A类放大方式具有最佳的线性,每个输出晶体管均放大讯号全波,完全不存在交越失真(Switching Distortion),即使不施用负回轮,它的开环路失真仍十分低,因此被让为是声音最理想的放大线路设计。 但凡事总是有利亦有弊,A类放大的缺点是效率低,因为无讯号时仍有满度电流流入,扩音机产生高热量和浪费功率,这种功率正如输出级的热度一样完全消散,但却无输入负载,当讯号电平增加时有些功率可进入负载,但许多仍转变为热量。
    A类放大器是一种最浪费能量的设计,只要一开机它的耗电量最高,播放音乐时,效率约为百分之50,即一半功率变为热量浪费。有些功率较大的A类功率放大器热度惊人,冬天使用可代替小暖炉,夏天则吃不消,冷气机的冷度会被它抵消,即使一部20瓦的A类放大器亦热到机顶可煎鸡蛋。 如果不计较上述的缺点,A类扩音机是重播音乐的理想选择,它能提供非常平滑的音质,音色圆润温暖,高音透明开扬,这些优点足以补偿它的缺点。 为了有效处理散热问题,A类扩音机必须采用大型沉热器,有些大功率设计还需要风扇散热。因为它的效率低,供电器一定要能提供充足的电流,一部25瓦的A类扩音机供电器的能力至少够100瓦AB类扩音机用。所以A类机的体积和重量都比AB类大,这令制造成本增加,售价当然较贵,一般而言A类扩音标机的售价约为同等功率AB类机的两倍或以上。
    B类扩音机有何利弊? B类放大的工作方式是当无讯号输入时,输出晶体管不导电,所以不消耗功率,当有讯号时每对输出管各放大一半波形,彼此一开一关轮流工作完成一个全波放大,在两个输出晶体管转换工作时便发生交越失真,因此形成非线性。纯B类扩音机较少,因为在讯号非常低时失真十分严重,因交越失真令声音变得粗糙。 B类扩音机的效率平均约为百分之75,产生的热量较A类机低,容许用较小的沉热器,这类放大工作当其输出为最大功率的40.5%,扩音机内消耗的功率最高,这时为百分之50,输出功率较低和较高时则效率增加,因此供电器可以比A类机小。
    AB类工作达成性能的妥协 大多数B类扩音机都不是用纯B类工作,通常有两个偏压,在无讯号时也有少量电流通过输出晶体管,这类扩音机在讯号小时用A类工作,获得最佳线性,当讯号提高到某一个电平时自动转为B类工作获得较高的效率。普通机十瓦的AB类大约在5瓦以内用A类工作,由于聆听音乐时所需要的功率只有几瓦,因此AB类扩音机在大部分时间是用A类工作,只在出现音乐瞬态强音时才转为B类,这种设计可以获得优良的音质和提高效率减少热量,是一种颇为合逻辑的设计。 有些AB类扩音机将偏流调得甚高,令其在更宽润的功率范围内以A类工作,使声音接近纯A类机,但产生的热量亦相对增加。
    可变偏流式扩音机:可变偏流扩音机据知是美国Threshold公司最先发展,八十年代日本厂家却普遍采用并创造出多种不同的名称,这种设计是利用一个线路探测输入讯号电压,根据电压的高低自动改变偏流,讯号电压愈低偏流愈高,等于A类工作,讯号电压愈高偏流愈低达成B类工作,这种偏流的变化是连续性,可将交越失真减至最少。理论上这种设计颇为理想,但这类扩音机常因偏流探测线路与伺服控制线路本身工作不准确而导致额外的失真,能真正达到接近A类音质的产品不多。
    C类放大不适合HI-FI用 C类(丙类)放大器较少听闻,因为它是一种失真非常高的放大器,只适合在通讯用途上使用。A类输出晶体管百分之百时间都在工作,B类输出晶体管的工作时间占百分之50,AB灯超过百分之50换取较低的失真,C类输出晶体管的工作时间低于百分之50,效率特高,但不是HIFI放大所适用。
    D类(丁类)放大又如何? D类扩音机采用式供电,输出晶体管有如切换开关,不截流即通流,与其他放大的半通半截方式不同,这种设计亦称数码扩音机。D类放大的晶体管一经开启即直接将其负载与供电器连接,电流流通但晶体管无电压,因此无功率消耗,当输出晶体管关闭时,全部电源供应电压即出现在晶体管上但却无电流,因此也不消耗功率,故理论上效率为百分之百。 这类扩音机必须利用宽度(Pulse Width)线路,它在每秒内将输入与输出讯号多次互相比较,这时会产生波,它的宽度和持续主相等于输入与输出之间的误差,如输出较高则波较宽,相反,波较窄。在扩音机输出部分设有一个低通滤波器,将波平均重现输入讯号。看起来十分复杂,但却可以做到,而且理论上经处理后输出讯号与输入讯号相同。D类放大的优点是效率最高,供电器可以缩小,几乎完全不产生热量,因此无需大型沉热器,机身体积与重量显著减少,理论上失真低线性佳。但这种扩音机工作复杂,增加的线路本身亦难免有偏差,所以真正成功的产品甚少,售价亦不便宜。 简单就是最佳,供电规格重要
    [最佳的放大是一条有增益的电线],虽然不可能实现,但寓意线路愈简音愈好,今日许多前级和功率放大器正采用这种设计,事实证明讯号通道愈短引起失真和噪音的机会愈少。一部扩音机从外表虽然不能断定音质,但如能观察到供电变压器和滤波电容器的大小已先对此机的性能或质素略知一二,A类扩音机固然需要巨大的供电器,即使AB类机也是愈大愈佳,今日许多优质扩音机都采用环型变压器,取其效率较方型高和漏磁少,滤波电容等于水塘,储水量愈多供水愈充足,扩音机的供电充足稳定才能支持输出晶体管的耗电,输出最大时供电取之不尽,否则便压缩动态甚至产生削波。供电器中的电源变压器等于水源,只是水塘大而水源不足亦无济于事,所以优良的供电器必须同时采用大型变压器和电容器(D类除外) 许多英国制的合并式扩音机虽然功率并不太大,但却有一个非常充沛的供电器,配合简单的讯号通道可以达成优异的声音。有些产品的面板上除了音量、平衡、讯源选择和电源掣外其他的控制全部取消,令讯号通道尽量缩短,为求声音纯美不惜牺牲控制功能,这种设计受真正追求完美声音的人士欢迎,初玩HIFI的发烧友常喜欢功能多,其实有些控制甚少使用,它们无可避免对音质有影响

4

主题

0

好友

69

积分

论坛游民 当前离线

Rank: 3Rank: 3

UID
247808
帖子
107
精华
0
经验
69 点
金钱
69 ¥
注册时间
2010-10-7
 楼主| 发表于 2011-11-18 23:43 | 显示全部楼层
冲冲电啦很不错的文章

6

主题

0

好友

28

积分

注册会员 当前离线

Rank: 2

UID
438001
帖子
32
精华
0
经验
28 点
金钱
28 ¥
注册时间
2011-11-17
发表于 2011-11-20 17:46 | 显示全部楼层
比较专业哦  有空多看看学习学习  我想问下如果音箱是150W  那功放是不是要300W  *2还是150W*2就 好的

14

主题

0

好友

161

积分

论坛游民 当前离线

Rank: 3Rank: 3

UID
140707
帖子
353
精华
0
经验
161 点
金钱
159 ¥
注册时间
2009-10-18
发表于 2011-11-20 18:48 | 显示全部楼层
了解到更全面的知识
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2012 Comsenz Inc.

返回顶部